近日，我所催化基礎國家重點實驗室二維材料化學與(yu) 能源應用研究組（508組）吳忠帥研究員團隊，提出了通過油墨直寫(xie) 成型和熔融沉積成型兩(liang) 種3D打印方法，構建全打印可定製水係鋅離子雜化電容器的新策略。團隊利用該策略，構築了具有分級多孔結構的高麵容量正極，以及無枝晶穩定結構的鋅金屬負極，製備出高比能、長循環穩定的鋅離子雜化電容器。

　　隨著定製化電子產(chan) 品使用的增加，發展高能量密度且形狀可定製的電化學儲(chu) 能器件已逐漸成為(wei) 清潔能源轉化和存儲(chu) 的迫切需求。鋅離子電化學儲(chu) 能器件因其低氧化還原電位（-0.76 V）、高理論電容（823 mA h/g）、高安全性而引起了廣泛關(guan) 注。鋅離子雜化電容器有效結合了鋅離子電池和超級電容器的優(you) 點，可同時實現高能量密度和高功率密度。然而，水係鋅離子雜化電容器仍存在麵容量較低、鋅枝晶生長及器件形狀因子的限製，阻礙了其在實際應用中的進一步發展。

　　本工作中，該團隊通過油墨直寫(xie) 成型和熔融沉積成型兩(liang) 種3D打印方法構建了全打印鋅離子雜化電容器，包括多孔微晶格正極、無枝晶的金屬鋅負極、凝膠電解質和塑料封裝。其中，鋅負極上打印的金屬穩定結構有效地抑製了鋅枝晶的生長，延長了鋅離子雜化電容器的循環壽命（10000次循環後的電容保持率為(wei) 100%）。分級多孔正極提高了活性材料的麵積負載，從(cong) 而提高了鋅離子雜化電容器的麵積電容，所製備的鋅離子雜化電容器表現出4259 mF/m2的高麵電容和1514 μWh/cm2的高麵能量密度。團隊結合熔融沉積成型3D打印技術，在構建鋅離子雜化電容器的基礎上，構築出了與(yu) 電極結構相符的封裝結構，成功實現了形狀可定製的全3D打印鋅離子雜化電容器。該工作展現了3D打印技術在可定製化儲(chu) 能器件的應用潛力。

　　相關(guan) 研究成果以“All 3D Printing Shape-conformable Zinc Ion Hybrid Capacitors with Ultrahigh Areal Capacitance and Improved Cycle Life”為(wei) 題，於(yu) 近日發表在《先進能源材料》（Advanced Energy Materials）上。上述工作得到國家自然科學基金、中科院潔淨能源創新研究院合作基金、遼寧省中央引導地方專(zhuan) 項等項目的資助。（文/圖 劉瑜、鄭雙好）

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1002/aenm.202200341